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平面直角坐标系中点的旋转问题

(2012-02-24 19:17:35)
标签:

坐标转换

旋转

it

分类: 数学知识

    几何题有时会要求我们对坐标系中的点进行旋转,给出角度,或者以某一条直线为新的坐标轴。

    对旋转问题,我们可以用三角函数等解决,但是精度问题难以解决。

    学习了解析几何部分知识以后,我想到了一种能避免出现小数的方法。

 

    例:给出一条直线和一些点的坐标。问该直线是否这些点的对称轴。

   

    分析:以该直线为x'轴,以其某条垂线为y'轴,将所有点的新坐标求出来,再用哈希判断即可。关键是坐标转换。

    已知两个点,如何确定过这两个点的直线?

    设直线为Ax+By+C=0,两点分别为(x0,y0),(x1,y1)。

    则有:Ax0+By0+C=0   …… 

          Ax1+By1+C=0   …… 

    ①-②得  (x0-x1)A + (y0-y1)B = 0

    令A = y0-y1,B = x1-x0则可满足条件,此时代入其中一个方程可以求出C。

    至于垂线方程,设为A'x+B'y+C'=0,那么A'=-B,B'=A,再将线上的点代入方程可求出C',没有要求时,可令C'为任意值。

 

    那么,有了直线方程以后,要进行坐标转换。(x0,y0) --> (x0',y0')。

    可以认为,x0'即点到y'轴的距离,y0'即点到x'轴的距离,套公式即可计算出来,完成坐标转换。

    点到直线的距离公式:点(x0,y0),直线Ax+By+C=0

    距离d = (Ax0+By0+C) / √(A^2+B^2)
    因为对同一直线,所有距离都有公因子√(A^2+B^2),所以都不除以该公因子即可令所有坐标为整数。

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